时钟周期，机械周期，机器周期，指令周期，晶振等等概念之间的关系是什么?

ID:810680 · 发表于 2020-8-13 11:02

最近学习时经常看到HZ，时钟周期，机械周期，机器周期，指令周期，晶振等等概念，请问它们之间有什么关系呢？还有是不是都是用来计算时间的？请大师们抽时间帮忙解答？谢谢！

ID:89515 · 发表于 2020-8-13 19:15

指令周期由若干个机器周期组成，而机器周期（机械周期）又包含若干个时钟周期（振荡周期）。都可以计算时间

ID:813988 · 发表于 2020-8-13 21:48

振荡周期就是晶振的频率，一般由若干个振荡周期组成一个时钟周期，就是时钟周期的倒数就是mcu的频率。根据手册，有的产品可以手动设置分频系数，用于外设，有的不可以自定义分频系数，只能按照默认分频，给外设使用。设置mcu的主频，可以查看手册。

ID:401564 · 发表于 2020-8-13 22:05

不要问这种问题,就算是别人回答了你也看不明白,就算是明白了也只是你自己感觉明白了而已,其实你还是没有看明白
HZ这东西都要解释的话,真的没有办法解释时钟周期
你还是好好的再看一下单片机硬件方面的知识吧,不然,以后的路不好走

ID:516863 · 发表于 2020-8-14 03:09

HZ ，赫兹，频率单位，次/秒，例如：中国220V/50Hz交流电，交流电的波形是正弦波，这个50Hz就是50个波，1秒里往返50次；
时钟周期，单位时间里往返的次数，例如：5次/2分钟；这个时钟周期是由你制定，你可以定1分钟为1个周期也可以定n分钟为一个周期，然后计算你设定的时间周期里事物发生的次数。

机械周期，一个机械动作的时间，例如：机械锤在2分钟里锤了120下，那么就是1秒1下，就是机械时间；这个没法中途停止（必须整数计算，没有锤半下！），机械正常运转完成一个机械动作回到原位的时间，即机械周期！除非机器故障，中途卡死，那就没有完成周期。

机器周期，是指机器做动作的周期，例如：机械手动作：1.抓纽扣 2.放纽扣 3.穿针 4.缝钮 5回到1，这是机械周期，这个过程也与时间有关，视各步长叠加（1～4各动作使用的时间相加）；假设机械手完成上面1～5，5个动作的耗用时间是25s，那么这个机械周期为25s;这个可以中途暂停或取消并复位。

指令周期：指令可以由人发出，也可以是由电脑，也可以由某一事物触发，例如：班长安排了上午的任务，下午的任务下午再说，那么，从上午安排完任务到下午安排新的任务，这个过程就是指令周期。

晶振，是人为设定的一个频率点，利用晶振在电压电流的作用下谐振在一个固定的频率，例如：调频收音，我们调制一个102.5MHz，然后把人声音乐叠加进去，通过发射台（基站）发射（广播），我们用收音机条到102.5HMz，就能收到，再分离出人声音乐、、晶振的作用非常之多，电脑的计数、时钟，都由晶振生成，、、、

以上的语言，描述、举例，不一定严谨、正确，但意思接近，提供参考！

ID:814034 · 发表于 2020-8-14 07:29

振荡周期就是晶振的频率，一般由若干个振荡周期组成一个时钟周期，就是时钟周期的倒数就是mcu的频率。根据手册，有的产品可以手动设置分频系数，用于外设，有的不可以自定义分频系数，只能按照默认分频，给外设使用。

ID:814034 · 发表于 2020-8-14 07:30

振荡周期就是晶振的频率，一般由若干个振荡周期组成一个时钟周期，就是时钟周期的倒数就是mcu的频率。根据手册，有的产品可以手动设置分频系数，用于外设，有的不可以自定义分频系数，只能按照默认分频，给外设使用。

ID:814034 · 发表于 2020-8-14 07:30

机械周期包含了机械周期

ID:578842 · 发表于 2020-8-14 09:15

我现在学51单片机，只能以此例解释：
时钟周期，单片机振荡一次需要的时间。时钟振荡是因为单片机要在时钟振荡的节拍下进行工作。
机器周期：单个时钟周期内单片机根本做不了什么事，所以12倍的时钟周期就能完成一项基本操作，如取指令，写寄存器等
指令周期，单片机完成一个指令的周期。指令是有程序决定，所以没有固定的时间。

ID:813417 · 发表于 2020-8-14 10:32

hz什么都是频率，计算时间的

ID:612392 · 发表于 2020-8-14 16:37

建议看一下《微机原理与接口技术》北邮版，第31页，非常清楚的说明了这几种周期的关系。

ID:744356 · 发表于 2020-8-14 20:28

振荡周期：为单片机提供定时信号的振荡源的周期（晶振周期或外加振荡周期）状态周期：2个振荡周期为1个状态周期，用S表示。振荡周期又称S周期或时钟周期。机器周期：1个机器周期含6个状态周期，12个振荡周期。指令周期：完成1条指令所占用的全部时间，它以机器周期为单位

ID:810680 · 发表于 2020-8-17 19:51

cjjdemon 发表于 2020-8-14 16:37
建议看一下《微机原理与接口技术》北邮版，第31页，非常清楚的说明了这几种周期的关系。

谢谢提醒！

ID:676437 · 发表于 2020-8-17 22:21

要学会问问度娘哦

ID:808634 · 发表于 2020-10-9 15:42

时钟周期

   时钟周期也称为振荡周期，定义为时钟脉冲的倒数（时钟周期就是单片机外接晶振的倒数，例如12M的晶振，它的时钟周期就是1/12us），是计算机中的最基本的、最小的时间单位。
   在一个时钟周期内，CPU仅完成一个最基本的动作。时钟脉冲是计算机的基本工作脉冲，控制着计算机的工作节奏。时钟频率越高，工作速度就越快。

   8051单片机把一个时钟周期定义为一个节拍（用P表示），二个节拍定义为一个状态周期（用S表示）。

机器周期

   计算机中，常把一条指令的执行过程划分为若干个阶段，每一个阶段完成一项工作。每一项工作称为一个基本操作，完成一个基本操作所需要的时间称为机器周期。8051系列单片机的一个机器周期由6个S周期（状态周期）组成。一个S周期=2个节拍（P），所以8051单片机的一个机器周期=6个状态周期=12个时钟周期。

   例如外接24M晶振的单片机，他的一个机器周期=12/24M 秒；

指令周期

执行一条指令所需要的时间，一般由若干个机器周期组成。指令不同，所需的机器周期也不同。

CPU 周期信号、节拍周期信号、节拍脉冲信号三者之间的关系是什么？
   一小块石英晶体加电后产生压电反应，在固定频率振动，产生出电压按照固定周期变化的脉冲信号。这个高频率的信号通向分频器（frequency divider），转化为比较低频的信号。

点替换成.（ www点electronics-tutorials.ws/counter/count_1.html ）

   以上图为例，分频器分出来的信号有四个频率。题目中所说 CPU周期信号、节拍周期信号、节拍脉冲信号本质上都是时钟脉冲的不同分频，主要区别在于用途上。

   通常来说，CPU 周期信号最“慢”，它决定 CPU 所处的状态。CPU 执行一条指令的周期叫做指令周期（instruction cycle），指令周期可以划分为 fetch、decode、和 execute 三个部分，所以也叫 fetch-decode-execute cycle。假设上图与 QD 频率相同的信号有三个，QD1、QD2、QD3，它们分别依次处于高电位，那么就可以用它们来控制 CPU 处于 fetch、decode、还是 execute 状态，这就是 CPU 周期信号。

   节拍周期信号是控制信号，调整电路的功能。比如，现在 CPU 处于 fetch 状态，仍旧以上图为例，假设 QC 这个比 QD “快”的信号有 QC1、QC2、QC3……QCi 个，分别对应电路的不同功能（比如，应该将从内存中取来的数字作为指令解释，还是送给寄存器存起来），谁处于高电位，CPU 就能执行谁决定的功能。

   节拍脉冲信号则是触发信号，决定电路的实际工作起点。以上图的 QB 为例，假设 QD1 决定 CPU 处于 fetch 阶段，QC1 决定 CPU 的功能是去内存取一个数字，那么 QB 的上升沿会触发整个电路切实地执行这个功能。

   可以这样类比：

   某诊所周一二三门诊，周四五看复诊病人，周六日不办公
——对应三个 CPU 周期

   诊所星期一二三 8:00 开始门诊，12:00 午休，13:00 继续门诊，17:00 关门
——对应节拍周期

   某个病人星期二 9:00 去看了病
——对应脉冲信号

（注意上面的说法极度简化，实际的实现要复杂很多，比如振动源不一定是石英，每个 CPU 周期未必等长，CPU 也并不是在某一时刻只能处于单独一种周期状态里（详见 pipelining），乃至周期层级也未必就是三层等等。）

ID:798572 · 发表于 2020-10-11 16:31

HZ是频率的单位，什么机械，指令晶振，都是一种提供频率的东西速度越快频率越高，读取程序的速度越快，当然不是越快越好，要看你程序设计的时间周期

ID:342954 · 发表于 2020-10-11 17:21

HZ越大,跑得越快, 指令周期最好是1,这样和就晶振速度一样传通51是12周期的,

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